中新生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)伊寧盆地北緣含煤地層分布的影響

■王利明 吳超 馬小平 汪鴻

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第九地質(zhì)大隊(duì)新疆烏魯木齊830000）

中新生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)伊寧盆地北緣含煤地層分布的影響

■王利明 吳超 馬小平 汪鴻

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第九地質(zhì)大隊(duì)新疆烏魯木齊830000）

本文通過(guò)對(duì)伊犁盆地北緣煤田分布特征的研究，以及鉆孔驗(yàn)證和報(bào)告的綜合分析得出：形成該區(qū)構(gòu)造特點(diǎn)的主要應(yīng)力條件是新生代南北向的強(qiáng)烈擠壓作用，在其作用下侏羅系地層中煤層位置及埋深均隨構(gòu)造變形而發(fā)生一定的改變，對(duì)該區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和賦煤范圍的變化有了全新的認(rèn)識(shí)。

伊犁盆地構(gòu)造作用含煤地層分布

伊寧盆地位于新疆維吾爾自治區(qū)西北部，北靠博羅霍洛山，南以阿拉格爾山為界，東西呈三角形展布。該區(qū)廣泛分布著侏羅系中下統(tǒng)含煤地層，煤炭資源較為豐富。近年來(lái)在前人曾在伊寧盆地開(kāi)展地質(zhì)構(gòu)造、層序地層、沉積環(huán)境與聚煤規(guī)律等研究［1-10］，及煤巖煤質(zhì)特征研究［11-13］。本文對(duì)伊寧盆地北緣中新生代構(gòu)造特征進(jìn)行研究，分析了在中新生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響下，研究區(qū)內(nèi)發(fā)育大量褶皺及斷裂構(gòu)造，打破了原有地層的分布格架，從而使煤層的分布范圍及埋深有了新的變化，對(duì)該區(qū)煤炭資源勘查及開(kāi)發(fā)具有指導(dǎo)意義。

1　研究區(qū)地質(zhì)概況

1.1地質(zhì)背景

伊犁盆地處在哈薩克斯坦—準(zhǔn)葛爾板塊（Ⅰ級(jí)）、伊犁—伊賽克湖微板塊（Ⅱ級(jí)）內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造格局由早古生代伊犁地塊和晚古生代伊犁裂谷組成（圖1）。根據(jù)以往的地質(zhì)資料顯示：伊犁地塊是在早石炭紀(jì)斷陷盆地的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷印支期剝蝕夷平作用發(fā)育而來(lái)的中新生代坳陷盆地，侏羅系含煤地層僅分布在該坳陷盆地內(nèi)。

1.2含煤地層特征

研究區(qū)位于伊犁盆地北緣，區(qū)域出露的地層有元古界的薊縣系、下古生界的奧陶系、志留系、石炭系、二疊系，中生界的三疊系、侏羅系，新生界的古近系、新近系、第四系，以及華里西中期的中酸性侵入巖體［14］（圖2）。

通過(guò)地質(zhì)調(diào)查和鉆探控制，研究區(qū)含煤地層為侏羅系下統(tǒng)八道灣組、三工河組及中統(tǒng)西山窯組，主要含煤地層為西山窯組和八道灣組［15］。

八道灣組上部為灰色、黃綠色，細(xì)砂巖、中砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖，中部為一厚的含煤沉積，夾炭質(zhì)泥巖及灰黑色粉砂巖薄層及煤層，底部為灰色厚層狀粉砂巖和灰白色中、細(xì)砂巖、砂礫巖，礫石分選性好，次圓-圓狀，粒徑一般5～30mm，成份以硅質(zhì)巖塊為主，為河流、湖泊、泥炭沼澤相沉積。

三工河組上部以灰綠色、淺灰色粉砂巖為主，夾少量厚層狀細(xì)砂巖和中砂巖，含煤層，中部為黃褐色、褐黃色粉砂巖和泥巖，夾數(shù)層的菱鐵礦薄層，下部以淺灰色中砂巖為主，局部相變?yōu)楹[中砂巖，屬典型的淺水湖泊—湖泊三角洲相沉積。

西山窯組底部為灰白色—淺褐黃色礫巖，分選中等，礫石次圓狀，成份以中基性火山巖和硅質(zhì)巖塊為主，泥質(zhì)膠結(jié)，中、上部由灰色粉砂巖、泥巖、煤層及炭質(zhì)泥巖組成，中下部由淺灰色、灰白色中細(xì)砂巖、粉砂巖組成，是典型的河流—湖泊相沉積。

1.3煤層

研究區(qū)侏羅系含煤31層，自上而下統(tǒng)一編號(hào)為1-31號(hào)，煤層平均總厚70.62米，按西山窯組、三工河組和八道灣組地層平均厚度529.32米，含煤系數(shù)為13%，其中可采煤層、局部可采煤層11層，平均可采總厚54.63米。

西山窯組含煤12層（編號(hào)1-12），純煤總厚32.47米，含煤系數(shù)為18%，其中可采煤層6層，可采總厚28.75米；本組煤層在平面上主要賦存于研究區(qū)的中南部和東部，縱向上，煤層集中賦存于西山窯組地層的中上部，上部出露于地表及埋藏較淺的煤層，火燒自然現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

三工河組含煤5層（編號(hào)13-17），純煤總厚6.63米，含煤系數(shù)為8%，其中可采煤層1層，可采總厚1.52米，該組煤層層位穩(wěn)定，厚度變化較大，局部相變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖或煤線。

八道灣組含煤14層（編號(hào)18-31），純煤總厚31.52米，含煤系數(shù)為12%，其中可采煤層4層，可采總厚24.04米；從平面分布來(lái)看，該組煤層在全區(qū)廣泛分布，在研究區(qū)西北部、中部一帶，煤層露頭大部分有自然火燒現(xiàn)象。

2　中新生代構(gòu)造作用特征

伊犁盆地在三疊紀(jì)末期從原本的強(qiáng)伸展向弱伸展轉(zhuǎn)變，從而接受了中下侏羅統(tǒng)的巨厚沉積；白堊紀(jì)至古近紀(jì)末，盆地經(jīng)歷了弱伸展—弱擠壓—強(qiáng)擠壓，這一階段的構(gòu)造以寬緩的短軸狀褶皺及高角度逆斷層為主，也是如今控制煤層埋深及形態(tài)的因素。研究區(qū)內(nèi)在中新生代擠壓應(yīng)力作用下，形成了一系列的斷裂和褶皺構(gòu)造，種類較多且形態(tài)各異。由圖3可知：區(qū)內(nèi)發(fā)育大小褶皺共16條，斷層25條（包含地質(zhì)填圖確認(rèn)、鉆孔驗(yàn)證、地震控制和推測(cè)的構(gòu)造）。其中，褶皺多為軸向近東西走向的寬緩背向斜，其長(zhǎng)度在700米至20千米不等，寬度500米至4千米，兩翼產(chǎn)狀均大多在10°—30°，少數(shù)大于50°或小于10°。斷層以逆斷層及平移斷層為主，未發(fā)育正斷層。逆斷層多為北西-南東走向，斷面傾角范圍在15°至70°之間，大多數(shù)為高角度逆斷層。而平移斷層中除f1之外，其余規(guī)模及影響范圍較小，在本文中不做過(guò)多敘述。

3　構(gòu)造作用對(duì)含煤地層的影響

研究區(qū)伊寧盆地北緣侏羅系地層廣泛分布，受構(gòu)造作用控制總體呈近東西向的長(zhǎng)條狀。侏羅系地層主要出露于惠遠(yuǎn)以東，六十六團(tuán)以北的界梁子一帶，在f1斷層以東也有零星出露。從所收集的資料來(lái)看，整個(gè)研究區(qū)的構(gòu)造單元可以分為三大部分：F6斷層以北-M3背斜軸以南—f1斷層以西為Ⅰ區(qū)域；F5斷層以北—f1斷層以西為Ⅱ區(qū)域；F9斷層以北—f1斷層以東為Ⅲ區(qū)域（圖4）。

在Ⅰ區(qū)域中，由于F6逆斷層及M3背斜共同控制，侏羅系地層總體呈北西-南東向的條帶狀。F6為一燕山期形成的高角度隱伏狀逆斷層，斷面呈弧形，向北西延伸，長(zhǎng)度大于30km。在它的作用下，侏羅系及上覆古近系、新近系地層被切斷，斷距達(dá)500以上，北部新生界地層被抬升剝蝕而南部下降，從而形成了F6斷層以南煤層埋深遠(yuǎn)大于斷層以北的現(xiàn)象。M3背斜位于F5斷層以南，北翼被F5逆斷層所切，核部地層為三疊系小泉溝群地層，兩翼為侏羅系地層，在其南翼發(fā)育次級(jí)背向斜M5、W4。M3背斜使得靠近其核部的煤層底板位置較淺、反之則較深，其軸線方向?yàn)楸蔽?南東向，影響范圍較大。從各個(gè)煤層的底板等高線圖中可以看到，Ⅰ區(qū)域中，靠近M5背斜核部的煤層較陡，南漸漸變緩，煤層厚度逐漸變厚；而上部煤層在該區(qū)的分布范圍也小于下部煤層。

Ⅱ區(qū)域中，煤層分布區(qū)以北部分受F7斷層控制，南部被F5斷層切斷，其東部被f1斷層錯(cuò)斷。F7斷層位于M3背斜以北，湯姆察布拉克溝上段，傾角約60°，斷面傾向南東，為推測(cè)的逆斷層，該區(qū)域中煤層分布受其影響不大。F5斷層控制煤層南部邊界，該斷層長(zhǎng)約25km，斷距在0.5km以上，斷面總體向南，傾角約60°至70°，切斷中生界地層，使中上三疊統(tǒng)小泉溝群的下部直接覆蓋在侏羅系八道灣組煤系地層之上，并切斷M3北翼，為形成于燕山期的具有區(qū)域性的高角度逆斷層。Ⅱ區(qū)域內(nèi)對(duì)煤層分布形態(tài)影響最大的構(gòu)造為W2向斜，W2向斜位于該區(qū)域中部，干溝煤礦附近，其長(zhǎng)約15km，寬2-6km，軸向近東西向，向斜向西翹起，向東傾沒(méi)，核部地層為侏羅系地層，其西端南翼被F5斷層所切，東端北翼被由于f1斷層錯(cuò)開(kāi)，地層及煤層的傾角驟然變大，達(dá)到50°左右。由于該向斜的影響，沿背斜軸部的煤層底板標(biāo)高向兩翼逐漸變高，并且在f1斷層的共同作用下，北翼地層傾角略大于南翼，在f1斷層附近尤為明顯。

Ⅲ區(qū)域中，煤層由東向西分布面積逐漸變大，南部邊界為F8斷層，西側(cè)為f1斷層控制。區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷裂及褶皺眾多，但大多數(shù)呈近東西走向，南部的F8逆斷層長(zhǎng)約40km，短距達(dá)0.5km，斷面傾角70°，總體向北傾，在其作用下侏羅系及上伏第三系地層被切斷，斷層以北地層向上抬升剝蝕，局部零星出露侏羅系地層，煤層埋深較淺，該斷層為區(qū)域性隱伏斷層，影響范圍較大。M6背斜位于F8以北，皮里青煤礦附近，軸部走向近東西，背斜軸向西翹起向東傾沒(méi)，并逐漸變?yōu)閱涡壁厔?shì)，為一寬緩背斜，南翼被F8斷層所切，地層傾角變大。M6背斜主要由侏羅系地層組成，西部可見(jiàn)三疊系，與上部古近系地層不整合接觸，西山窯組頂部煤層被沖刷剝蝕。煤層在該區(qū)域的分布也呈北翼緩、南翼陡的形態(tài)。

綜上所述，侏羅系含煤地層在整個(gè)研究區(qū)的分布、產(chǎn)狀及出露面積均受中新生代構(gòu)造控制。其影響程度隨各類構(gòu)造變化規(guī)模大小、形態(tài)的不同而改變。

4　結(jié)論

綜上所述可得出以下結(jié)論：1、侏羅系含煤地層在研究區(qū)域分布廣泛，在中新生代構(gòu)造作用的影響下，煤層形態(tài)、埋深位置發(fā)生了巨大變化；2、研究區(qū)內(nèi)主要控煤構(gòu)造呈東西向，根據(jù)其規(guī)模大小及控制程度的不同可將研究區(qū)煤系地層分為三個(gè)不同單元，每個(gè)單元內(nèi)的煤層情況受到單元內(nèi)部及周邊構(gòu)造的共同影響，產(chǎn)狀均發(fā)生一定變化；3、形成該區(qū)構(gòu)造特點(diǎn)的主要應(yīng)力條件是古近系末期的南北向的強(qiáng)烈擠壓作用。

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The influence of Mesozoic and Cenozoic tectonic movement on the distribution of coal bearing strata in the northern margin of Yining Basin

Wang Liming，Wu Chao，Ma Xiaoping，Wang Hong
（Ninth Geological Brigade，the Xinjiang Uygur Autonomous Region 1，Xinjiang，Urumqi，830000）

in this paper，to study on the distribution characteristics of the northern margin of the Yili basin coalfield，and a comprehensive analysis of the drilling verification and report that:formation of structural characteristics ofthe main stress conditions is the newgeneration ofNorth and south tothe strongcompression，in the Jurassic coal strata and buried deeply with the structure deformation and the occurrence of certain changes，changes of the geological structure and coal occurrence range have newunderstanding.

Yili basin；tectonic function；coal bearing strata distribution

X752［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-1-3

王利明（1982～），男，工程師，2009年畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，研究方向?yàn)榈刭|(zhì)礦產(chǎn)勘查及研究。